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光伏量子效率的15個(gè)常見問題——每位光伏研究者都應(yīng)閱讀_PART4

更新時(shí)間:2024-03-22      點(diǎn)擊次數(shù):683

量子效率是什么意思?

表觀量子效率 (AQE) 使用發(fā)生反應(yīng)的電子或空穴數(shù)量與入射光子數(shù)量的比率來計(jì)算。該比率通常以百分比表示。AQE 的計(jì)算取決于具體情況以及所測(cè)量的反應(yīng)或過程的類型。它是包括光伏和光催化在內(nèi)的各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中評(píng)估光誘導(dǎo)過程效率的關(guān)鍵參數(shù)。表觀量子效率 (AQE) 可以使用以下公式計(jì)算:

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天文學(xué)中的量子效率是什么?

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在天文學(xué)中,量子效率 (QE) 是指天文探測(cè)器(例如 CCD 相機(jī))將傳入光子(光粒子)轉(zhuǎn)換為電子(然后將其記錄為圖像)的有效性。高量子效率在天文攝影中至關(guān)重要,因?yàn)樗鼪Q定了有多少撞擊傳感器的光子被轉(zhuǎn)化為有用信號(hào),從而影響探測(cè)器捕捉微弱天體和細(xì)節(jié)的能力。

量子效率和光譜響應(yīng)度有什么區(qū)別?

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量子效率 (QE) 和光譜響應(yīng)度都是表征光電探測(cè)器和太陽能電池的重要參數(shù),但它們衡量性能的不同方面:

量子效率(QE):

量子效率是衡量設(shè)備將入射光子轉(zhuǎn)換為電子的能力的指標(biāo)。它被定義為產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)量與入射到器件上的光子數(shù)量的比率。QE 通常以百分比形式給出,并且可以作為入射光波長的函數(shù)來提供,以顯示器件在整個(gè)光譜范圍內(nèi)的效率。

量子效率有兩種類型:

光譜響應(yīng)度:

光譜響應(yīng)度是衡量光電探測(cè)器對(duì)不同波長光的響應(yīng)程度的指標(biāo)。它被定義為每單位入射光功率的電輸出(通常是電流)的比率,表示為安培每瓦(A/W)。因此,光譜響應(yīng)度可以直接指示在給定的不同波長的光功率下,您可以從設(shè)備中獲得的電信號(hào)。

太陽能電池或光電探測(cè)器的光譜響應(yīng)度R ( λ ) 與量子效率 QE 之間的關(guān)系為:

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光譜響應(yīng)度R ( λ ) 是光電探測(cè)器的電輸出(電流)如何隨入射光波長λ變化的量度。它通常以安培每瓦 (A/W) 為單位表示。提供的公式表明,光譜響應(yīng)率大約等于量子效率 QE 和波長 QE(以微米為單位)的乘積除以常數(shù) 1.23985,這可能解釋了給定QE時(shí)光子的能量(以電子伏特為單位)以?為單位。

另一方面,量子效率 QE 是產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)量與入射光子數(shù)量的比率。它是一個(gè)無量綱量,通常以百分比表示,表明設(shè)備將入射光子轉(zhuǎn)換為電荷的有效性。在太陽能電池中,它類似于入射光子到電子的轉(zhuǎn)換效率(IPCE),它測(cè)量不同波長下光子到電子的轉(zhuǎn)換效率。

這些參數(shù)共同有助于確定光電探測(cè)器和太陽能電池在不同波長下的性能,這對(duì)于優(yōu)化它們對(duì)太陽光譜不同部分的響應(yīng)至關(guān)重要。

總之,QE 是衡量光子到電子轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo),而光譜響應(yīng)度則表示光電探測(cè)器的電輸出如何隨入射光波長變化。雖然 QE 是無量綱的并且通常以百分比表示,但光譜響應(yīng)度以每光功率的電流 (A/W) 為單位給出。

外量子效率、IPCE和光子到電子轉(zhuǎn)換公式之間有什么關(guān)系?

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該公式可以表示為乘以 100 的百分比:

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對(duì)于太陽能電池,這通常被設(shè)定外部量子效率(EQE)。QE 是產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)量與入射光子數(shù)量的比率,乘以 100 將其轉(zhuǎn)換為百分比。它通常與入射光子到電子轉(zhuǎn)換效率(IPCE)同義,有時(shí)與外部量子效率(EQE)同義,是評(píng)估太陽能電池性能的關(guān)鍵參數(shù)。它本質(zhì)上測(cè)量太陽能電池將吸收的光(光子)轉(zhuǎn)換為電流(電子)的效率。還重點(diǎn)介紹了該過程中涉及的步驟,例如吸收、載流子生成、傳輸和收集,以便更全面地了解影響太陽能電池 QE 的因素。


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